CN115418597B - 小管径管路内壁电爆喷涂装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于喷涂装置技术领域，具体涉及一种小管径管路内壁电爆喷涂装置及方法。小管径管路内壁电爆喷涂装置包括高压电源、高压电极、接地电极、基管、材料丝、送丝机构和支撑架；接地电极位于基管内部，与基管电连接；基管与高压电源电连接，与支撑架连接；高压电极通过送丝机构与高压电源电连接；送丝机构与支撑架连接，用于夹持材料丝；材料丝穿过高压电极并靠近或穿入接地电极。本发明能够对小管径的管路内壁进行喷涂，装置简便，喷涂时所产生的热量小，不会对管路自身性能产生影响，得到的涂层与管路基体结合强度高，喷涂效果良好。

Description

小管径管路内壁电爆喷涂装置及方法

技术领域

本发明属于喷涂装置技术领域，具体涉及一种小管径管路内壁电爆喷涂装置及方法。

背景技术

随着社会的发展，在航空、军工、城市供水供暖、石油、消防、能源化工等领域对高性能钢管的需求量逐步增加。小管径管路如钢管在使用过程中难免会有结垢、腐蚀、氧化、磨损等问题，从而降低管内物质的输送效率，减少管路的使用寿命，将会造成事故、经济损失、环境污染，严重时会造成生命危险。目前常见的钢管不满足耐磨、耐高温、耐腐蚀等条件，需要对小管径钢管的内壁进行表面处理。传统表面处理方法如摩擦静电技术、离心喷涂、电镀法、烧结法等难以在小管径管路内进行实施。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供一种小管径管路内壁电爆喷涂装置及方法，能够对小管径的管路内壁进行喷涂，装置简便，喷涂时所产生的热量小，不会对管路自身性能产生影响，得到的涂层与管路基体结合强度高，喷涂效果良好。

为解决现有技术的不足，本发明提供的技术方案为：

一种小管径管路内壁电爆喷涂装置，包括高压电源、高压电极、接地电极、基管、材料丝、送丝机构和支撑架；

所述接地电极位于所述基管内部，与基管电连接；

基管与所述高压电源电连接，与所述支撑架连接；

所述高压电极通过所述送丝机构与高压电源电连接；

送丝机构与支撑架连接，用于夹持所述材料丝；

材料丝穿过高压电极并靠近或穿入接地电极。

优选的，还包括高压导电管和接地导电管；

所述支撑架包括支架；

所述接地导电管套设在所述基管上，与所述支架连接；

基管通过接地导电管与所述高压电源的正极电连接；

所述高压导电管与支架连接，与所述高压电源的负极电连接，一端通过所述送丝机构与所述高压电极电连接，高压导电管内壁涂有聚酰亚胺；

所述高压电极位于所述接地导电管内部，高压电极与所述材料丝之间设有0.5-1mm的间隙；

所述接地电极与材料丝之间设有0.5-1mm的间隙。

优选的，还包括控制器、驱动机构和管运动与夹持机构；

所述控制器与所述驱动机构和管运动与夹持机构电连接；

所述驱动机构与所述支架相连，用于驱动送丝机构送丝；

所述管运动与夹持机构用于驱动基管沿所述接地导电管轴线移动。

优选的，所述驱动机构包括电机一、齿轮、齿条、绝缘管一和绝缘管二；

所述电机一与所述控制器电连接，固定在所述支架上；

所述齿轮与电机一传动连接，并与所述齿条传动连接；齿条固定在所述绝缘管一上；所述绝缘管一套设在所述高压导电管上，与高压导电管同心设置，与高压导电管、接地导电管之间设有间隙；

所述绝缘管二套设在高压导电管上，与高压导电管同心设置，与高压导电管、接地导电管之间设有间隙，一端与绝缘管一固定，另一端与所述送丝机构相连。

优选的，所述驱动机构还包括涡流传感器一、涡流传感器二、金属管和传感器安装件；

所述传感器安装件与所述高压导电管平行，固定在所述支架上；

所述涡流传感器一、涡流传感器二与所述控制器电连接，正对所述绝缘管一，与传感器安装件连接；

所述金属管固定在所述绝缘管一外表面，与涡流传感器一、涡流传感器二位于同一高度。

优选的，所述送丝机构包括送丝槽、两个导块、两个滑块、两个凸轮、四个限位轴和绝缘细管；

所述送丝槽两端为圆筒形，两端由中部两个相互平行、竖直设立的板连接固定，采用导电材料制备，一端与所述高压导电管固定，另一端与所述高压电极固定，两端设有便于所述材料丝穿过的孔；送丝槽与绝缘管二不接触；

所述两个导块分别位于所述板的上下方，与所述绝缘管二固定，与送丝槽能够相对滑动；

所述两个滑块位于板内部，与板平行，在所述材料丝两侧对称分布，能够在送丝槽内滑动；

所述凸轮位于所述板内部，在材料丝上下方对称设置，位于上下两个导块、两个滑块组成的空间内，凸轮通过销轴与两个滑块连接；

所述限位轴分为两组，对称分布，一组限位轴与位于板上方的导块固定，用于对材料丝上方的凸轮进行限位，另一组限位轴与位于板下方的导块固定，用于对材料丝下方的凸轮进行限位；

所述绝缘细管固定于送丝槽内部，与送丝槽同心设置，位于凸轮与高压电极之间，中部与所述孔固定连接，套设在材料丝表面，与材料丝不接触。

优选的，所述管运动与夹持机构包括电机二、压紧手柄、压紧机构从动轮、压紧机构主动轮；所述支撑架还包括L型支撑板；

所述基管尾部连接有等径的固定管；

所述电机二与所述控制器电连接，固定于所述L型支撑板上，与所述压紧机构主动轮传动连接；

所述基管或所述固定管架设在所述压紧机构从动轮和压紧机构主动轮上；

所述压紧手柄位于基管或固定管上方，与压紧机构从动轮和压紧机构主动轮相配合。

优选的，还包括高压支撑板、高压导电环、高压导电棒、接地支撑板、接地导电环、接地导电棒、黄铜刷、高压电极绝缘套和接地电极绝缘套；

所述高压导电环固定于所述高压支撑板内部，中部通过所述高压导电铜棒与所述高压电源的负极电连接；

高压支撑板采用绝缘材料制备，固定在所述支架上；

所述高压导电管依次穿过高压支撑板、高压导电环和高压支撑板，通过高压导电环与高压电源的负极电连接；

所述高压电极绝缘套套设在所述高压电极表面；

所述接地导电环固定于所述接地支撑板内部，中部通过所述接地导电棒与所述高压电源的正极电连接；

接地支撑板采用绝缘材料制备，固定在支架上；

所述接地导电管依次穿过接地支撑板、接地导电环和接地支撑板，通过接地导电环与高压电源的正极电连接；

所述基管与接地导电管通过所述黄铜刷电连接；

所述接地电极绝缘套套设在所述接地电极表面。

优选的，还包括接地电极固定件；所述接地电极固定件包括长螺栓和黄铜套；

所述黄铜套一端和所述接地电极固定，另一端敞口，内部设有内螺纹，敞口的一端沿轴线等分；

所述长螺栓前端与黄铜套通过螺纹连接，中部设有限位环，所述限位环的直径大于黄铜套内径。

一种小管径管路内壁电爆喷涂方法，包括，

S1：通过前述的控制器发送信号至电机一，电机一正转驱动与绝缘管二相连的导块向靠近接地电极的方向移动预设距离，使得材料丝前端到达接地电极处；控制器发送信号至电机一，电机一反转驱动与绝缘管二相连的导块向远离接地电极的方向移动预设距离；

S2：控制器发送信号至高压电源，电爆放电回路导通，材料丝被加热后发生爆炸，对基管内壁进行喷涂；

S3：控制器发送信号至电机二，电机二正转驱动基管向靠近高压电极的方向移动两倍的预设距离；控制器发送信号至电机二，电机二反转驱动基管向远离高压电极的方向移动预设距离；

S4:控制器发送信号至电机一，电机一正转驱动与绝缘管二相连的导块向靠近接地电极的方向移动预设距离，使得材料丝前端到达接地电极处；控制器发送信号至电机一，电机一反转驱动与绝缘管二相连的导块向远离接地电极的方向移动预设距离；

S5：控制器发送信号至高压电源，电爆放电回路导通，材料丝被加热后发生爆炸，对基管内壁进行喷涂；

S6：重复步骤S3～S5，直至喷涂完成。

本发明的有益效果：

本发明提供一种小管径管路内壁电爆喷涂装置及方法，利用电爆喷射沉积法在小管径钢管内壁喷涂，具有以下优点：技术绿色环保，工序简单，操作方便，喷涂时所产生的热量小，能源消耗成本低，不会对基体自身性能产生影响；可以进行包括高熔点的多种导电材料的喷涂；所得涂层与基体结合为冶金结合，得到的涂层与基体结合强度高、均匀，喷涂效果良好；能够进行连续化和自动化电爆喷涂。

附图说明

图1为小管径管路内壁电爆喷涂装置的示意图；

图2为驱动机构的俯视图；

图3为驱动机构的示意图；

图4为高压电极与接地电极的示意图；

图5为送丝槽的示意图；

图6为接地电极的安装示意图；

图7为电爆喷涂放电回路的连接示意图；

图8为导块和滑块的安装示意图；

其中，1为盘丝轮，2为高压支撑板，3为电机一，4为齿轮支撑轴，5为接地支撑板，6为接地导电管，7为黄铜刷，8为压紧手柄，9为电机二，10为基管，11为L型支撑板，12为压紧机构从动轮，13为压紧机构主动轮，14为脉冲电容器组，15为齿条，16为涡流传感器一，17为齿轮，18为涡流传感器二，19为升压变压器，20为绝缘管一，21为高压导电管，22为材料丝，23为高压导电环，24为接地导电环，26为绝缘管二，27为接地导电棒，28为高压导电棒，29为送丝槽，30为导块，31为绝缘细管，32为高压电极，33为长螺栓，34为黄铜套，35为接地电极，36为接地电极绝缘套，37为高压电极绝缘套，38为凸轮，39为隔离开关；40为金属管；41为滑块；42为销轴；43为限位轴A；44为限位轴B；45为限位轴C；46为限位轴D；47为绝缘软管；48为顶丝。

具体实施方式

下面结合实施方式对本发明作进一步描述。以下实施方式仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

本发明实施例提供一种小管径管路内壁电爆喷涂装置，参见图1及图4，包括高压电源、高压电极32、接地电极35、基管10、材料丝22、送丝机构和支撑架；接地电极35位于基管10内部，与基管10电连接；基管10与高压电源电连接，与支撑架连接；高压电极32通过送丝机构与高压电源电连接；送丝机构与支撑架连接，用于夹持材料丝22；材料丝22穿过高压电极32并靠近或穿入接地电极35，位于高压电极32和接地电极35之间的材料丝22位于基管10内部。优选材料丝22位于基管10的中心轴线处。

采用本发明提供的小管径管路内壁电爆喷涂装置，可实现小内径的管路内壁喷涂，如内径为19mm管路的内壁喷涂。

通电后，材料丝22被加热后发生爆炸，爆炸产物从基管10中心向四周喷射，以超高速均匀地撞击在被喷涂基管10内壁上，与基管10内壁结合形成涂层，完成基管10内壁的一次喷涂。材料丝22与高压电极32、接地电极35可以接触导电，材料丝22也可以不与高压电极32、接地电极35直接接触，而是与高压电极32、接地电极35之间均设有0.5-1mm的间隙。高压可击穿该气隙使得放电回路导通。优选材料丝与高压电极32、接地电极35非接触，舍弃高压电极32、接地电极35与材料丝22直接接触的导电方式，选择在放电时击穿两者之间的气隙的导电方式，此方式能够避免材料丝22与高压电极32、接地电极35之间的气隙在电爆炸喷涂过程结束后被冷凝的熔滴粒子粘连，影响高压电极32、接地电极35的后续使用。送丝时，材料丝22可穿入接地电极35并与接地电极35保持0.5-1mm，也可仅靠近接地电极35，与接地电极35的距离保持0.5mm-1mm。

在本发明的可选实施例中，参见图1，材料丝22缠绕在盘丝轮1上。

在本发明的可选实施例中，参见图3及图4，小管径管路内壁电爆喷涂装置还包括高压导电管21和接地导电管6；支撑架包括支架；接地导电管6套设在基管10上，与基管10同心设置，另一端与支架连接，接地导电管6和基管10之间的缝隙满足基管10能沿接地导电管6相对运动；基管10通过接地导电管6与高压电源的正极电连接；高压导电管21与支架连接，与高压电源的负极电连接，一端通过送丝机构与高压电极32电连接，高压导电管21内壁涂有聚酰亚胺；高压电极32位于接地导电管6内部，高压导电管21与接地导电管6同心设置。当然，还可根据需要设置支撑部件支撑接地导电管6的中部，使接地导电管6维持水平。开始电爆喷涂时，基管10仅是一端伸入接地导电管6内。基管10伸入接地导电管6内的长度会随着电爆喷涂的进行逐步增大。

在本发明的可选实施例中，参见图4，小管径管路内壁电爆喷涂装置还包括控制器、驱动机构和管运动与夹持机构；控制器与驱动机构和管运动与夹持机构电连接；驱动机构固定在支架上，用于驱动送丝机构送丝；管运动与夹持机构用于驱动基管10沿接地导电管6轴线移动。管运动与夹持机构将基管10夹持并保持水平，让基管10进行水平运动。控制器为PLC控制器。

在本发明的可选实施例中，参见图1至图3，驱动机构包括电机一3、齿轮17、齿条15、绝缘管一20和绝缘管二26；电机一3为伺服电机，电机一3与控制器电连接，固定在支架上；齿轮17通过齿轮支撑轴4与电机一3传动连接，并与齿条15传动连接；齿条15固定在绝缘管一20上；绝缘管一20套设在高压导电管21上，与高压导电管21同心设置，一端位于接地导电管6内部，与高压导电管21、接地导电管6之间设有间隙。绝缘管二26套设在高压导电管21上，与高压导电管21同心设置，位于接地导电管6内部，与高压导电管21、接地导电管6之间设有间隙，一端与绝缘管一20通过螺纹固定，另一端与送丝机构相连。使用时，控制器控制电机一3的转动，电机一3旋转带动齿轮17转动，齿轮17转动带动齿条15运动，齿条15运动带动绝缘管一20运动，绝缘管一20带动绝缘管二26运动，绝缘管二26带动送丝机构动作进而带动送丝机构夹持的材料丝22移动。

在本发明的优选实施例中，参见图2，驱动机构还包括涡流传感器一16、涡流传感器二18、金属管40和传感器安装件；传感器安装件与高压导电管21平行，固定在支架上；涡流传感器一16、涡流传感器二18与控制器电连接，与传感器安装件连接，正对绝缘管一20；金属管40固定在绝缘管一20外表面，与涡流传感器一16、涡流传感器二18位于同一高度。向右移动时，金属管40初始位置与涡流传感器二18平齐，金属管40随绝缘管一20移动时，经过涡流传感器一16，控制器会收到信号，表明此时金属管40移动了预设距离，控制器向电机一3发送信号，电机一3停止转动，此预设距离即为涡流传感器一16和涡流传感器二18的距离，同时也是材料丝22移动的距离。向左移动时，金属管40初始位置与涡流传感器一16平齐，金属管40随绝缘管一20移动时，经过涡流传感器二18，控制器会收到信号，控制电机一3停止转动。因而，可通过调节涡流传感器一16和涡流传感器二18的距离精确调节每次的送丝长度。传感器安装件可根据需要设计，便于调节涡流传感器一16和涡流传感器二18的距离即可，如涡流传感器一16和涡流传感器二18可沿传感器安装件滑动。

在本发明的可选实施例中，参见图5，送丝机构包括送丝槽29、两个导块30、两个滑块41、两个凸轮38、限位轴A43、限位轴B44、限位轴C45、限位轴D46和绝缘细管31；送丝槽29两端为圆筒形，两端部由中部两个相互平行、竖直设立的板连接固定，一端与高压导电管21通过螺纹结构固定，另一端与高压电极32通过螺纹结构固定，两端设有便于材料丝22穿过的孔；送丝槽29与绝缘管二26不接触；送丝槽29采用导电材料制备，外表面涂有绝缘材料，如聚酰亚胺。导块30位于送丝槽29中部，分别位于板的上下方，与绝缘管二26固定，与送丝槽29能够相对滑动，导块30采用不锈钢制备，表面涂聚酰亚胺。两个滑块41位于板内部，与板平行，在材料丝22两侧对称分布，能够在送丝槽29内滑动。滑块41采用不锈钢制备，表面涂聚酰亚胺。限位轴A43、限位轴B44与上方的导块30固定连接；限位轴C45、限位轴D46与限位轴A43、限位轴B44对称分布，和下端的导块30固定连接。凸轮38位于板内部，在材料丝22上下方对称设置，位于上下两个导块30、两个滑块41组成的空间内，凸轮38中部通过销轴42与两个滑块41连接。位于材料丝22上方的凸轮被限位轴A43、限位轴B44限位。位于材料丝22下方的凸轮被限位轴C45、限位轴D46限位。凸轮38采用钢制备，表面需打磨光滑并涂有聚酰亚胺。绝缘管二26向右移动时，带动导块30运动，导块30运动带动限位轴A43、限位轴B44、限位轴C45、限位轴D46向右运动，而滑块41仅与凸轮38相连，运动具有一定滞后性，此时上方的凸轮38在限位轴A43、限位轴B44的带动下顺时针旋转，下方的凸轮38在限位轴C45、限位轴D46的带动下逆时针旋转，此时凸轮38夹紧材料丝22同步移动。绝缘管二26向左移动时，带动导块30向左运动，导块30运动带动限位轴A43、限位轴B44、限位轴C45、限位轴D46向左运动，而滑块41运动具有一定滞后性，此时上方的凸轮38在限位轴A43、限位轴B44的带动下逆时针旋转，下方的凸轮38在限位轴C45、限位轴D46的带动下顺时针旋转，此时凸轮38松开材料丝22静止时，凸轮38由于自身重力原因回到图示状态夹紧材料丝22。绝缘细管31固定于送丝槽29内部，与送丝槽29同心设置，位于凸轮38与高压电极32之间，中部与孔固定连接，套设在材料丝22表面，与材料丝22不接触。在高压电极32与材料丝22之间用绝缘细管31隔离，能提升送丝动作可靠性，延长高压电极32寿命。

在本发明的优选实施例中，参见图3及图8，高压导电管21内还设有绝缘软管47，绝缘软管47套设在材料丝22上，一端延伸至高压导电管21的外端处，并与送丝槽29与高压导电管21相连的端部相连，即绝缘软管47与送丝槽29该端部的孔相连，绝缘软管47与材料丝22、高压导电管21之间设有间隙。送丝槽29还设有两个顶丝48；两个顶丝48位于高压导电管21与凸轮38之间，对称设置，分别位于绝缘软管47的上方和下方，并与绝缘软管47的另一端接触，顶丝48与送丝槽29通过螺纹连接。顶丝48与绝缘管二26设有间隙。绝缘软管47和顶丝48用于辅助校直材料丝22。对不同直径的材料丝22，可通过调节顶丝48，调节对材料丝22的校直作用。同时，材料丝22一端缠绕于盘丝轮1上，另一端被凸轮38夹持，因此材料丝22一直处在拉紧状态，能够保证送丝过程的顺利进行。

送丝时，电机一3正转，带动绝缘管二26向基管10深处运动，固定在绝缘管二26上的导块30将推力施加到凸轮38上，此时两个凸轮38夹紧材料丝22后一起向基管10深处运动，将材料丝22的另一端送至接地电极35处。送丝结束时，电机一3反转，带动绝缘管二26向初始位置运动，此时凸轮38处于松弛状态，同时由于材料丝22采用金属材料制备，能够维持直线型，且材料丝22另一端固定在盘丝轮1上，因此此时凸轮38不能带动材料丝22运动，仅是绝缘管二26向初始位置运动，高压导电管21退至初始位置后，高压电极32与接地电极35之间有一段空间，此空间即为基管10要喷涂的空间，且该空间中心有材料丝22。

在本发明的可选实施例中，参见图1，管运动与夹持机构包括电机二9、压紧手柄8、压紧机构从动轮12、压紧机构主动轮13；支撑架还包括L型支撑板11；基管10尾部连接有等径的固定管；电机二9与控制器电连接，固定于L型支撑板11上，与压紧机构主动轮13传动连接；电机二9为伺服电机，便于控制基管10的运动行程；基管10或固定管架设在压紧机构从动轮12和压紧机构主动轮13上；压紧手柄8位于基管10或固定管上方，与压紧机构从动轮12和压紧机构主动轮13相配合。使用时，压紧手柄8与压紧机构从动轮12和压紧机构主动轮13相配合使得基管10能够维持在预设位置，当需要移动基管10时，通过电机二9驱动压紧机构主动轮13，带动基管10移动。采用现有的压紧机构即可，能够实现将基管10稳定夹持或移动即可，在此不再详述。压紧手柄8与压紧机构从动轮12和压紧机构主动轮13保证在电爆喷涂过程中基管10的稳定性，同时，由于基管10、接地导电管6管径较小，且基管10、接地导电管6管径相差不大，保证基管10维持在水平状态能够保证基管10与接地导电管6维持同轴状态，便于喷涂过程的顺利进行。基管10尾部固定的固定管，用于将基管10尾部送至高压电极32和接地电极35之间，使得基管10能够被全部喷涂。伺服电机可以精确定位，通过控制器即可控制基管10的运动行程。也可根据需要为管运动与夹持机构配备涡流传感器以及涡流传感器的感应件，参照涡流传感器一16、涡流传感器二18、金属管40的设置，用来控制基管10的运动行程。

在本发明的可选实施例中，参见图2及图3，小管径管路内壁电爆喷涂装置还包括高压支撑板2、高压导电环23、高压导电棒28、接地支撑板5、接地导电环24、接地导电棒27、黄铜刷7、高压电极绝缘套37和接地电极绝缘套36；高压导电环固定于高压支撑板2内部，中部通过高压导电棒28与高压电源的负极电连接；高压支撑板2采用绝缘材料制备，固定在支架上；高压支撑板2可由绝缘材料拼接而成；高压导电管21依次穿过高压支撑板2、高压导电环23和高压支撑板2，通过高压导电环23与高压电源的负极电连接，高压导电管21与高压环23固定。高压电极绝缘套37套设在高压电极32表面，与基管10间设有间隙。接地导电环24固定于接地支撑板5内部，中部通过接地导电棒27与高压电源的正极电连接；接地支撑板5采用绝缘材料制备，固定在支架上；接地支撑板5由绝缘材料拼接而成。接地导电管6依次穿过接地支撑板5、接地导电环24和接地支撑板5，通过接地导电环24与高压电源的正极电连接。基管10与接地导电环24固定。基管10与接地导电管6通过黄铜刷7电连接，黄铜刷7正对接地电极35；接地电极绝缘套36套设在接地电极35表面，与基管10之间有间隙。接地导电管6上靠近黄铜刷7处还设有观察窗口。通过调整黄铜刷7的螺母调节黄铜刷7与基管10的摩擦力，确保接触可靠，使被喷涂的基管10和接地导电管6连接处能进行有效导电，减小喷涂过程中能量的损失。

在本发明的可选实施例中，参见图4及图6，接地电极35通过接地电极固定件采用金属弹性方式与基管10连接，接地电极固定件包括长螺栓33和黄铜套34；黄铜套34一端和接地电极35固定，另一端敞口，内部设有内螺纹，敞口的一端沿轴线六等分；长螺栓33前端与黄铜套34通过螺纹连接，中部设有限位环，限位环的直径大于黄铜套34内径，随着长螺栓33伸入黄铜套34，限位环逐步撑开黄铜套34敞口的一端使得黄铜套34与基管10连接。

高压电源为电爆炸喷涂提供电能，由脉冲电容器组14、升压变压器19和隔离开关39构成，220V交流电经过升压变压器19升压，再经过整流硅堆整流为高压直流后，对脉冲电容器组14进行充电。电爆放电回路的负载消耗脉冲电容器组14上存储的电能。隔离开关39与控制器电连接。图7为本发明提供的电爆放电回路的连接示意图，脉冲电容器组14负极依次连接有隔离开关39、高压导电棒28、高压环23、高压导电管21、送丝槽29、高压电极32，正极依次连接有接地导电棒27、接地环24、接地导电管6、黄铜刷7、基管10、接地电极35，材料丝22与接地电极35以及高压电极32之间有气隙。隔离开关39导通后，高压电击穿材料丝22与高压电极32和接地电极35之间的气隙，电爆放电回路导通。本发明舍弃了高压电极32与材料丝22直接接触的导电方式，选择在放电时击穿两者之间的气隙的导电方式，能够避免材料丝22与高压电极32间的气隙在电爆炸过程结束后被冷凝的熔滴粒子粘连，影响后续送丝稳定性。

基管采用导电材料制备即可。高压导电环、高压导电棒、接地导电环、接地导电棒、送丝槽等导电部件优选采用铜制备。绝缘材料优选聚乙烯。材料丝导电即可，常用金属丝(铜丝、铁丝、镍丝、铝丝、不锈钢丝等)，可根据需要选配材质，根据基管的内径选取材料丝的直径，便于位于高压电极和接地电极之间的材料丝能够完全喷涂。

本发明实施例还提供一种小管径管路内壁电爆喷涂方法，包括，

喷涂前的准备工作：

对脉冲电容器组14充电；

将缠绕在盘丝轮1上的材料丝22采用手动方式穿过绝缘软管47、送丝槽29、高压电极绝缘套37，也可将材料丝22采用手动方式穿过凸轮38，之后采用驱动机构送丝。优选材料丝22超过高压电极绝缘套37，便于材料丝22在送丝完成后能够进入到接地电极35内部。

将接地电极35采用金属弹性方式安放在基管10内部，同时使得高压电极绝缘套37与接地电极绝缘套36的距离达到预设距离。

喷涂时的步骤：

S1：通过控制器发送信号至电机一3，电机一3正转驱动与绝缘管二26相连的导块30向靠近接地电极35的方向移动预设距离，使得材料丝22前端到达接地电极35处；控制器发送信号至电机一3，电机一3反转驱动与绝缘管二26相连的导块30向远离接地电极35的方向移动预设距离；预设距离为每次喷涂的长度，同时也是每次送丝长度，预设距离可以为6cm；此步骤的目的是将材料丝22送至高压电极32与接地电极35之间；

S2：控制器发送信号至隔离开关39，电爆放电回路导通，高压电击穿材料丝22与高压电极32和接地电极35之间的气隙，电爆放电回路导通，材料丝22被加热后发生爆炸，爆炸产物从基管10中心向四周喷射，以超高速均匀地撞击在被喷涂基管10内壁上，与基管10内壁结合形成涂层，完成基管10内壁的一次喷涂；

S3：控制器发送信号至电机二9，电机二9正转驱动基管10向靠近高压电极32的方向移动预设两倍的距离，当基管10移动预设距离时，此时高压电极绝缘套37与接地电极绝缘套36接触；由于高压电极绝缘套37位置固定，之后基管10继续移动时，高压电极绝缘套37推动接地电极绝缘套36相对基管10移动预设距离；控制器发送信号至电机二9，电机二9反转驱动基管10向远离高压电极32的方向移动预设距离，此时高压电极绝缘套37与接地电极绝缘套36之间的距离为预设距离；

S4：控制器发送信号至电机一3，电机一3正转驱动与绝缘管二26相连的导块30向靠近接地电极35的方向移动预设距离，使得材料丝22前端到达接地电极35处；控制器发送信号至电机一3，电机一3反转驱动与绝缘管二26相连的导块30向远离接地电极35的方向移动预设距离；此步骤的目的是将材料丝22送至高压电极32与接地电极35之间；

S5：控制器发送信号至隔离开关39，电爆放电回路导通，材料丝22被加热后发生爆炸，对基管10内壁的新区域进行喷涂；

S6：重复步骤S3～S5，直至喷涂完成。

S7：控制器发送信号至电机二9，电机二9反转带动基管10向后运动，退出基管10。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种小管径管路内壁电爆喷涂装置，其特征在于，包括高压电源、高压电极、接地电极、基管、材料丝、送丝机构、支撑架、高压导电管、接地导电管、控制器、驱动机构和管运动与夹持机构；

所述支撑架包括支架；

所述接地导电管套设在所述基管上，与所述支架连接；

所述接地电极位于所述基管内部，与基管电连接；

基管通过接地导电管与所述高压电源的正极电连接，与所述支撑架连接；

所述高压电极通过所述送丝机构与高压电源电连接；高压电极位于所述接地导电管内部；

所述高压导电管与支架连接，与所述高压电源的负极电连接，一端通过所述送丝机构与所述高压电极电连接，高压导电管内壁涂有聚酰亚胺；

所述控制器与所述驱动机构和管运动与夹持机构电连接；

所述驱动机构与所述支架相连，用于驱动送丝机构送丝；所述驱动机构包括电机一、齿轮、齿条、绝缘管一和绝缘管二；所述电机一与所述控制器电连接，固定在所述支架上；所述齿轮与电机一传动连接，并与所述齿条传动连接；齿条固定在所述绝缘管一上；所述绝缘管一套设在所述高压导电管上，与高压导电管同心设置，与高压导电管、接地导电管之间设有间隙；所述绝缘管二套设在高压导电管上，与高压导电管同心设置，与高压导电管、接地导电管之间设有间隙，一端与绝缘管一固定，另一端与送丝机构相连；

所述管运动与夹持机构用于驱动基管沿所述接地导电管轴线移动；

送丝机构与支撑架连接，用于夹持所述材料丝；所述送丝机构包括送丝槽、两个导块、两个滑块、两个凸轮、四个限位轴和绝缘细管；所述送丝槽两端为圆筒形，两端由中部两个相互平行、竖直设立的板连接固定，采用导电材料制备，一端与所述高压导电管固定，另一端与所述高压电极固定，两端设有便于所述材料丝穿过的孔；送丝槽与绝缘管二不接触；所述两个导块分别位于所述板的上下方，与所述绝缘管二固定，与送丝槽能够相对滑动；所述两个滑块位于板内部，与板平行，在所述材料丝两侧对称分布，能够在送丝槽内滑动；所述凸轮位于所述板内部，在材料丝上下方对称设置，位于上下两个导块、两个滑块组成的空间内，凸轮通过销轴与两个滑块连接；所述限位轴分为两组，对称分布，一组限位轴与位于板上方的导块固定，用于对材料丝上方的凸轮进行限位，另一组限位轴与位于板下方的导块固定，用于对材料丝下方的凸轮进行限位；所述绝缘细管固定于送丝槽内部，与送丝槽同心设置，位于凸轮与高压电极之间，中部与所述孔固定连接，套设在材料丝表面，与材料丝不接触；

材料丝穿过高压电极并靠近或穿入接地电极；高压电极与所述材料丝之间设有0.5-1mm的间隙；所述接地电极与材料丝之间设有0.5-1mm的间隙。

2.根据权利要求1所述的一种小管径管路内壁电爆喷涂装置，其特征在于，所述驱动机构还包括涡流传感器一、涡流传感器二、金属管和传感器安装件；

所述传感器安装件与所述高压导电管平行，固定在所述支架上；

所述涡流传感器一、涡流传感器二与所述控制器电连接，正对所述绝缘管一，与传感器安装件连接；

所述金属管固定在所述绝缘管一外表面，与涡流传感器一、涡流传感器二位于同一高度。

3.根据权利要求1所述的一种小管径管路内壁电爆喷涂装置，其特征在于，所述管运动与夹持机构包括电机二、压紧手柄、压紧机构从动轮、压紧机构主动轮；所述支撑架还包括L型支撑板；

所述基管尾部连接有等径的固定管；

所述电机二与所述控制器电连接，固定于所述L型支撑板上，与所述压紧机构主动轮传动连接；

所述基管或所述固定管架设在所述压紧机构从动轮和压紧机构主动轮上；

所述压紧手柄位于基管或固定管上方，与压紧机构从动轮和压紧机构主动轮相配合。

4.根据权利要求1所述的一种小管径管路内壁电爆喷涂装置，其特征在于，还包括高压支撑板、高压导电环、高压导电棒、接地支撑板、接地导电环、接地导电棒、黄铜刷、高压电极绝缘套和接地电极绝缘套；

所述高压导电环固定于所述高压支撑板内部，中部通过所述高压导电铜棒与所述高压电源的负极电连接；

高压支撑板采用绝缘材料制备，固定在所述支架上；

所述高压导电管依次穿过高压支撑板、高压导电环和高压支撑板，通过高压导电环与高压电源的负极电连接；

所述高压电极绝缘套套设在所述高压电极表面；

所述接地导电环固定于所述接地支撑板内部，中部通过所述接地导电棒与所述高压电源的正极电连接；

接地支撑板采用绝缘材料制备，固定在支架上；

所述接地导电管依次穿过接地支撑板、接地导电环和接地支撑板，通过接地导电环与高压电源的正极电连接；

所述基管与接地导电管通过所述黄铜刷电连接；

所述接地电极绝缘套套设在所述接地电极表面。

5.根据权利要求4所述的一种小管径管路内壁电爆喷涂装置，其特征在于，还包括接地电极固定件；所述接地电极固定件包括长螺栓和黄铜套；

所述黄铜套一端和所述接地电极固定，另一端敞口，内部设有内螺纹，敞口的一端沿轴线等分；

所述长螺栓前端与黄铜套通过螺纹连接，中部设有限位环，所述限位环的直径大于黄铜套内径。

6.一种小管径管路内壁电爆喷涂方法，其特征在于，包括，

S1：通过权利要求1~5中任意一项权利要求所述的控制器发送信号至电机一，电机一正转驱动与绝缘管二相连的导块向靠近接地电极的方向移动预设距离，使得材料丝前端到达接地电极处；控制器发送信号至电机一，电机一反转驱动与绝缘管二相连的导块向远离接地电极的方向移动预设距离；

S2：控制器发送信号至高压电源，电爆放电回路导通，材料丝被加热后发生爆炸，对基管内壁进行喷涂；

S3：控制器发送信号至电机二，电机二正转驱动基管向靠近高压电极的方向移动两倍的预设距离；控制器发送信号至电机二，电机二反转驱动基管向远离高压电极的方向移动预设距离；

S4: 控制器发送信号至电机一，电机一正转驱动与绝缘管二相连的导块向靠近接地电极的方向移动预设距离，使得材料丝前端到达接地电极处；控制器发送信号至电机一，电机一反转驱动与绝缘管二相连的导块向远离接地电极的方向移动预设距离;

S5：控制器发送信号至高压电源，电爆放电回路导通，材料丝被加热后发生爆炸，对基管内壁进行喷涂；

S6：重复步骤S3~S5，直至喷涂完成。